2.1 Τι είναι αλγόριθμος;
2.2 Σπουδαιότητα αλγορίθμων
2.3 Περιγραφή και αναπαράσταση αλγορίθμων
7. Βασικές Έννοιες Προγραμματισμού
7.1 Το αλφάβητο της ΓΛΩΣΣΑΣ
7.2 Τύποι Δεδομένων
7.3 Σταθερές
7.4 Μεταβλητές
Οδηγός Αλγορίθμων
Ανακαλύψτε τις βασικές έννοιες, τους κανόνες και τις δομές του προγραμματισμού, από τον ορισμό του αλγορίθμου μέχρι τις εντολές και τη σύνταξη.
Μια πεπερασμένη σειρά ενεργειών, αυστηρά καθορισμένων και εκτελέσιμων σε πεπερασμένο χρόνο, που στοχεύουν στην επίλυση ενός προβλήματος.
- Είσοδος: Μηδέν ή περισσότερες τιμές που δίνονται στον αλγόριθμο.
- Έξοδος: Τουλάχιστον μία τιμή που παράγεται από τον αλγόριθμο.
- Καθοριστικότητα: Κάθε εντολή να είναι απολύτως καθορισμένη και χωρίς ασάφειες.
- Περατότητα: Ο αλγόριθμος να ολοκληρώνεται μετά από πεπερασμένα βήματα και σε πεπερασμένο χρόνο.
- Αποτελεσματικότητα: Κάθε εντολή να είναι απλή και εκτελέσιμη, δηλαδή να μπορεί να εκτελεστεί από τον υπολογιστή.
- Υλικού (hardware): Η ταχύτητα εκτέλεσης ενός αλγορίθμου επηρεάζεται από τις διάφορες τεχνολογίες υλικού.
- Γλωσσών Προγραμματισμού (programming languages): Το είδος της γλώσσας προγραμματισμού που χρησιμοποιείται (δηλαδή, χαμηλότερου ή υψηλότερου επιπέδου) αλλάζει τη δομή και τον αριθμό των εντολών ενός αλγορίθμου.
- Θεωρητική (theoretical): Υπάρχει πράγματι ή όχι κάποιος αποδοτικός αλγόριθμος για την επίλυση ενός προβλήματος; Η απάντηση απαιτεί μεγάλη θεωρητική κατάρτιση.
- Αναλυτική (analytical): Μελετώνται οι υπολογιστικοί πόροι (computer resources) που απαιτούνται από έναν αλγόριθμο.
- Ελεύθερο κείμενο (πιθανό πρόβλημα αποτελεσματικότητας)
- Διαγραμματικές τεχνικές (όχι πρακτικά σε μεγάλους αλγορίθμους)
- Φυσική γλώσσα κατά βήματα (πιθανό πρόβλημα καθοριστικότητας)
- Κωδικοποίηση (ψευδογλώσσα ή γλώσσα προγραμματισμού)
Είναι ένα σύνολο γεωμετρικών σχημάτων που το καθένα δηλώνει μια ενέργεια και βέλη που δηλώνουν τη σειρά εκτέλεσης.
- Έλλειψη: για αρχή και τέλος.
- Ρόμβος: για ερωτήσεις.
- Ορθογώνιο: για εκτέλεση πράξεων.
- Πλάγιο παραλληλόγραμμο: για είσοδο ή έξοδο δεδομένων.
Εντολή είναι μια λέξη της χρησιμοποιούμενης ψευδογλώσσας, που προσδιορίζει μια σαφή ενέργεια.
Είδη:
- Εκτελεστέες: π.χ. Διάβασε
- Δηλωτικές: π.χ. Αλγόριθμος
Είναι προκαθορισμένες αμετάβλητες τιμές που αντιστοιχούνται με ένα όνομα (π.χ Π=3.14) και έπειτα να χρησιμοποιούνται με το όνομά τους (π.χ. Eμ<- Π*R^2). Σταθερές ονομάζονται και οι αμετάβλητες τιμές που χρησιμοποιούνται μέσα σε μια έκφραση (π.χ. Eμ<- 3.14*R^2).
Αυτές που έχουν αντιστοιχηθεί με ονόματα, κάνουν το πρόγραμμα πιο κατανοητό και πιο εύκολο να συντηρηθεί, γιατί αλλάζουμε την τιμή μιας σταθεράς εύκολα σε ένα σημείο και δεν ψάχνουμε παντού μέσα στο πρόγραμμα.
Είναι ένα δεδομένο-μια ποσότητα που συμβολίζεται με ένα όνομα και περιέχει μια τιμή. Η τιμή του μπορεί να αλλάξει.
Είναι οι εντολές και οι άλλες λέξεις που χρησιμοποιεί μια γλώσσα προγραμματισμού (π.χ. ΔΙΑΒΑΣΕ, ΓΡΑΨΕ, ΑΝ, ΓΙΑ…)
Αποτελείται από γράμματα, αριθμούς και την κάτω παύλα (_), αρχίζει με γράμμα, δεν συμπίπτει με το όνομα μιας δεσμευμένης λέξης. Επίσης, καλό είναι το όνομα να ταιριάζει με το περιεχόμενό του.
- Ακέραιες
- Πραγματικές (στους αλγόριθμους τις λέμε και τις δύο αριθμητικές χωρίς διάκριση)
- Χαρακτήρες
- Λογικές
Είναι τα σύμβολα των πράξεων.
Είναι οι σταθερές και οι μεταβλητές που μαζί με τους τελεστές δημιουργούν μια έκφραση.
- Αριθμητικοί: +, -, *, /, ^, DIV, MOD
- Λογικοί: ΚΑΙ, Ή, ΟΧΙ
- Συγκριτικοί: <, >, <=, >=, =, <> ($$\ge$$, $$\le$$, $$\ne$$: χρήση μόνο στη ψευδογλώσσα, όχι σε Πρόγραμμα)
Όταν αριθμητικοί και συγκριτικοί τελεστές συνδυάζονται σε μια έκφραση, οι αριθμητικές πράξεις εκτελούνται πρώτες. Ακόμη, οι λογικοί τελεστές έχουν χαμηλότερη ιεραρχία από τους συγκριτικούς.
- Για τους αριθμητικούς: 1. ^, 2. *, /, DIV, MOD, 3. +, -. Αν έχουν ίδια προτεραιότητα γίνονται από αριστερά προς τα δεξιά. Οι πράξεις μέσα στις παρενθέσεις προηγούνται.
- Για τους λογικούς: 1. ΟΧΙ, 2. ΚΑΙ, 3. Ή.
Οι εκφράσεις διαμορφώνονται από τους τελεστέους και από τους τελεστές. Η διεργασία αποτίμησης μιας έκφρασης συνίσταται στην απόδοση τιμών στις μεταβλητές και στην εκτέλεση των πράξεων. Η τελική τιμή μιας έκφρασης εξαρτάται από την ιεραρχία των πράξεων και τη χρήση των παρενθέσεων. Μια έκφραση μπορεί να αποτελείται από μια μόνο μεταβλητή ή σταθερά μέχρι μια πολύπλοκη μαθηματική παράσταση.
Επεξηγήσεις και διευκρινήσεις που γράφονται μέσα στο πρόγραμμα για την καλύτερη κατανόηση και τεκμηρίωσή του.
- Δομή ακολουθίας: (διάβασε, γράψε, υπολόγισε)
- Δομή επιλογής-πολλαπλής επιλογής: (αν…αλλιώς_αν, επίλεξε)
- Δομή επανάληψης: (για, όσο, μέχρι)
Είναι οι πράξεις που γίνονται σε μια σύνθετη λογική έκφραση όπου γίνεται συνδυασμός κριτηρίων με τους λογικούς τελεστές Ή (διάζευξη), ΚΑΙ (σύζευξη), ΟΧΙ (άρνηση).
| Α | Β | Α και Β | Α ή Β | Όχι Α |
|---|---|---|---|---|
| Αληθής | Αληθής | Αληθής | Αληθής | Ψευδής |
| Αληθής | Ψευδής | Ψευδής | Αληθής | Ψευδής |
| Ψευδής | Αληθής | Ψευδής | Αληθής | Αληθής |
| Ψευδής | Ψευδής | Ψευδής | Ψευδής | Αληθής |
- ΗΜ(Χ) – Υπολογισμός ημιτόνου
- ΣΥΝ(Χ) – Υπολογισμός συνημιτόνου
- ΕΦ(Χ) – Υπολογισμός εφαπτομένης
- Τ_Ρ(Χ) – Υπολογισμός τετραγωνικής ρίζας
- ΛΟΓ(Χ) – Υπολογισμός φυσικού λογαρίθμου
- Ε(Χ) – Υπολογισμός του $$e^x$$
- Α_Μ(Χ) – Ακέραιο μέρος του Χ
- Α_Τ(Χ) – Απόλυτη τιμή του Χ
Σημειώσεις:
- Οι συναρτήσεις ΗΜ(), ΣΥΝ() και ΕΦ() δέχονται παράμετρο σε μοίρες.
- Το ακέραιο μέρος Α_Μ() ενός αριθμού x ορίζεται, όπως στα μαθηματικά ο ακέραιος, με την ιδιότητα $$A_M(x) \le x < A_M(x) + 1$$.
- Η απόλυτη τιμή Α_Τ() δέχεται αριθμητική παράμετρο, είτε ακέραιο αριθμό και επιστρέφει ακέραιο, είτε πραγματικό αριθμό και επιστρέφει πραγματικό.
Σύνταξη: ΌνομαΜεταβλητής <$$ - έκφραση
π.χ. A <$$ - 132
Υπολογίζεται η τιμή της έκφρασης στη δεξιά πλευρά και εκχωρείται η τιμή αυτή στη μεταβλητή, που αναφέρεται στην αριστερή πλευρά. Σε μια εντολή εκχώρησης η μεταβλητή και η έκφραση πρέπει να είναι του ιδίου τύπου.
Σύνταξη: ΔΙΑΒΑΣΕ λίσταΜεταβλητών
π.χ. ΔΙΑΒΑΣΕ Ποσότητα, Τιμή
Η εκτέλεση της εντολής οδηγεί στην είσοδο τιμών από το πληκτρολόγιο και την εκχώρησή τους στις μεταβλητές που αναφέρονται. Η εντολή ΔΙΑΒΑΣΕ ακολουθείται πάντοτε από ένα ή περισσότερα ονόματα μεταβλητών. Αν υπάρχουν περισσότερες από μία μεταβλητές, τότε αυτές χωρίζονται με κόμμα (,). Κατά την εκτέλεση του προγράμματος η εντολή ΔΙΑΒΑΣΕ διακόπτει την εκτέλεσή του και το πρόγραμμα περιμένει την εισαγωγή από το πληκτρολόγιο τιμών, που θα εκχωρηθούν στις μεταβλητές. Μετά την ολοκλήρωση της εντολής η εκτέλεση του προγράμματος συνεχίζεται με την επόμενη εντολή.
Σύνταξη: ΓΡΑΨΕ λίστα-στοιχείων
π.χ. ΓΡΑΨΕ ‘Η τετραγωνική ρίζα του’, Α,’είναι:’, ΡΙΖΑ
Χρησιμοποιείται για την εμφάνιση σταθερών τιμών καθώς και των τιμών των μεταβλητών που αναφέρονται στη λίστα. Η εντολή ΓΡΑΨΕ έχει ως αποτέλεσμα την εμφάνιση τιμών στη μονάδα εξόδου. Συσκευή εξόδου μπορεί να είναι η οθόνη του υπολογιστή, ο εκτυπωτής, βοηθητική μνήμη ή γενικά οποιαδήποτε συσκευή εξόδου έχει οριστεί στο πρόγραμμα. Η λίστα των στοιχείων μπορεί να περιέχει σταθερές τιμές και ονόματα μεταβλητών.
Η πρώτη εντολή κάθε προγράμματος είναι υποχρεωτικά η επικεφαλίδα του προγράμματος, η οποία είναι η λέξη ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ακολουθούμενη από το όνομα του προγράμματος. Το τελευταίο πρέπει να υπακούει στους κανόνες δημιουργίας ονομάτων της ΓΛΩΣΣΑΣ. Στη συνέχεια ακολουθεί το τμήμα δήλωσης των σταθερών του προγράμματος, αν βέβαια το πρόγραμμά μας χρησιμοποιεί σταθερές. Αμέσως μετά είναι το τμήμα δήλωσης μεταβλητών, όπου δηλώνονται υποχρεωτικά τα ονόματα όλων των μεταβλητών καθώς και ο τύπος τους. Ακολουθεί το κύριο μέρος του προγράμματος, που περιλαμβάνει όλες τις εκτελέσιμες εντολές. Οι εντολές αυτές περιλαμβάνονται υποχρεωτικά ανάμεσα στις λέξεις ΑΡΧΗ και ΤΕΛΟΣ_ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΟΣ. Αν το πρόγραμμα χρησιμοποιεί διαδικασίες αυτές γράφονται μετά το ΤΕΛΟΣ_ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΟΣ.
- Αν ο πρώτος χαρακτήρας είναι το θαυμαστικό (!), σημαίνει ότι αυτή η γραμμή περιέχει σχόλια και όχι εκτελέσιμες εντολές.
- Κάθε εντολή γράφεται σε ξεχωριστή γραμμή. Αν μία εντολή πρέπει να συνεχιστεί και στην επόμενη γραμμή, τότε ο πρώτος χαρακτήρας αυτής της γραμμής πρέπει να είναι ο χαρακτήρας &.
Θέματα Πανελλαδικών Εξετάσεων ταξινομημένα κατά κεφάλαιο του σχολικού βιβλίου
Από τον συνάδελφο Βασίλειο Αναστόπουλο – Καθηγητή Πληροφορικής 2ου Γενικού Λυκείου Γέρακα
Ασκήσεις